JP2001337075A - 表面検査方法及び装置 - Google Patents
表面検査方法及び装置Info
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- JP2001337075A JP2001337075A JP2000156213A JP2000156213A JP2001337075A JP 2001337075 A JP2001337075 A JP 2001337075A JP 2000156213 A JP2000156213 A JP 2000156213A JP 2000156213 A JP2000156213 A JP 2000156213A JP 2001337075 A JP2001337075 A JP 2001337075A
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ヘッドの種類にかかわらずヘッドが基板表面
の突起に衝突する際に生ずる振動を他のノイズから区別
して検出できるようにする。 【解決手段】 検査ヘッド３３を被検査媒体１０の表面
上で浮上走行させて検査ヘッド３３が被検査媒体１０の
表面の突起に衝突したときに生ずる振動をＡＥセンサ３
８で検出することによって被検査媒体１０の表面の突起
高さに起因する表面状態を検査する表面検査方法であっ
て、検査ヘッド３３の振動を検出する検出系の振動に関
係する固有の物理定数を選定することにより、検査ヘッ
ド３３が被検査媒体１０の表面の突起に衝突したときに
生ずる振動を信号としたとき、この信号を他のノイズか
ら区別して検出できるようにした。
の突起に衝突する際に生ずる振動を他のノイズから区別
して検出できるようにする。 【解決手段】 検査ヘッド３３を被検査媒体１０の表面
上で浮上走行させて検査ヘッド３３が被検査媒体１０の
表面の突起に衝突したときに生ずる振動をＡＥセンサ３
８で検出することによって被検査媒体１０の表面の突起
高さに起因する表面状態を検査する表面検査方法であっ
て、検査ヘッド３３の振動を検出する検出系の振動に関
係する固有の物理定数を選定することにより、検査ヘッ
ド３３が被検査媒体１０の表面の突起に衝突したときに
生ずる振動を信号としたとき、この信号を他のノイズか
ら区別して検出できるようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、ハードディス
クの表面の突起高さやハードディスクに用いられる基板
表面の突起高さ等の表面状態を検査する表面検査方法及
び装置に関する。
クの表面の突起高さやハードディスクに用いられる基板
表面の突起高さ等の表面状態を検査する表面検査方法及
び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、ハードディスクドライブの記録
密度の高密度化に伴い、磁気ヘッドは磁気ディスクの表
面に極めて近接した状態で浮上走行するようになった。
ディスクとヘッドとが接触して損傷することを防止する
ため、ディスク表面に存在する無数の突起は、ヘッドの
浮上量に対して余裕を持った高さ以下になるように制御
する必要がある。そのために、突起の高さを正確に測定
する事が重要な課題となってきている。
密度の高密度化に伴い、磁気ヘッドは磁気ディスクの表
面に極めて近接した状態で浮上走行するようになった。
ディスクとヘッドとが接触して損傷することを防止する
ため、ディスク表面に存在する無数の突起は、ヘッドの
浮上量に対して余裕を持った高さ以下になるように制御
する必要がある。そのために、突起の高さを正確に測定
する事が重要な課題となってきている。
【０００３】突起高さの測定方法としては、磁気ディス
クの回転速度を低下させることによって検査ヘッドの浮
上量を徐々に下げながら検査ヘッドと磁気ディスク表面
の突起が衝突を始める際にヘッドに発生する振動をＡＥ
センサによって電気信号に変換し、計測する方法が知ら
れている。
クの回転速度を低下させることによって検査ヘッドの浮
上量を徐々に下げながら検査ヘッドと磁気ディスク表面
の突起が衝突を始める際にヘッドに発生する振動をＡＥ
センサによって電気信号に変換し、計測する方法が知ら
れている。
【０００４】検査ヘッドの浮上量と磁気ディスクの回転
速度の関係をあらかじめヘッド浮上量測定装置によって
測定することにより、磁気ディスクの回転速度からその
時の検査ヘッドの浮上量を知ることができる。磁気ディ
スクの突起が検査ヘッドに衝突し始める時のヘッド浮上
量をタッチダウンハイトと呼び、その値は媒体突起高さ
に等しいものである。
速度の関係をあらかじめヘッド浮上量測定装置によって
測定することにより、磁気ディスクの回転速度からその
時の検査ヘッドの浮上量を知ることができる。磁気ディ
スクの突起が検査ヘッドに衝突し始める時のヘッド浮上
量をタッチダウンハイトと呼び、その値は媒体突起高さ
に等しいものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、検査ヘッド
としては、いわゆる５０％ヘッドと呼ばれる形状のもの
がこれまで主として使用されてきた。この５０％ヘッド
とは、初期の磁気ディスク装置に採用されてきた長さ
４．２ｍｍ、幅３．２ｍｍのヘッドに比較して長さ幅と
もに５０％の大きさの形状を有するものである。しか
し、浮上量をの低下により、５０％ヘッドでは安定して
浮上させることが困難になり、より小さな形状であるい
わゆる３０％ヘッドへの移行が進められている。
としては、いわゆる５０％ヘッドと呼ばれる形状のもの
がこれまで主として使用されてきた。この５０％ヘッド
とは、初期の磁気ディスク装置に採用されてきた長さ
４．２ｍｍ、幅３．２ｍｍのヘッドに比較して長さ幅と
もに５０％の大きさの形状を有するものである。しか
し、浮上量をの低下により、５０％ヘッドでは安定して
浮上させることが困難になり、より小さな形状であるい
わゆる３０％ヘッドへの移行が進められている。
【０００６】しかし、３０％ヘッドでは、前世代の５０
％ヘッドに比較して、ヘッドの浮上量を十分高くしてデ
ィスク表面の突起に対する衝突が起こらない状態におい
てもＡＥ出力が大きく、これがノイズになって突起との
衝突による微小な信号の検出が困難になる問題が生じて
いる。
％ヘッドに比較して、ヘッドの浮上量を十分高くしてデ
ィスク表面の突起に対する衝突が起こらない状態におい
てもＡＥ出力が大きく、これがノイズになって突起との
衝突による微小な信号の検出が困難になる問題が生じて
いる。
【０００７】ノイズの発生源は、ヘッドを直接支持する
サスペンションの共振によるものであり、被検査基板が
回転し、ヘッドが浮上している間は常に発生し続けるも
のである。ところが、このノイズは、検査ヘッドと突起
の衝突により発生する信号と重なる周波数帯域に分布し
ているため、衝突による微小な信号を観測する上で大変
な妨げとなっている。
サスペンションの共振によるものであり、被検査基板が
回転し、ヘッドが浮上している間は常に発生し続けるも
のである。ところが、このノイズは、検査ヘッドと突起
の衝突により発生する信号と重なる周波数帯域に分布し
ているため、衝突による微小な信号を観測する上で大変
な妨げとなっている。
【０００８】さらに、３０％ヘッド特有の現象として、
ディスクの内周に近づくに従ってノイズが増大する現象
があり、そのためとりわけ内周部において、突起高さの
正確な測定が困難になるという問題がある。この問題も
サスペンションの共振によるノイズが原因と考えられて
いる。
ディスクの内周に近づくに従ってノイズが増大する現象
があり、そのためとりわけ内周部において、突起高さの
正確な測定が困難になるという問題がある。この問題も
サスペンションの共振によるノイズが原因と考えられて
いる。
【０００９】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであり、ヘッドの種類にかかわらずヘッドが基
板表面の突起に衝突する際に生ずる振動を他のノイズか
ら区別して検出できるようにした表面検査方法及び装置
を提供することを目的とするものである。
れたものであり、ヘッドの種類にかかわらずヘッドが基
板表面の突起に衝突する際に生ずる振動を他のノイズか
ら区別して検出できるようにした表面検査方法及び装置
を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めの手段として、第１の手段は、検査ヘッドを被検査媒
体表面上で浮上走行させて前記検査ヘッドが被検査媒体
表面の突起に衝突したときに生ずる振動を検出すること
によって前記被検査媒体表面の突起に起因する表面状態
を検査する表面検査方法であって、前記検査ヘッドの振
動を検出する検出系の振動に関係する固有の物理定数を
選定可能することにより、前記検査ヘッドが被検査媒体
表面の突起に衝突したときに生ずる振動を信号としたと
き、この信号を他のノイズから区別して検出できるよう
にしたことを特徴とする表面検査方法である。第２の手
段は、検査ヘッドを被検査媒体表面上で浮上量を変えな
がら浮上走行させて前記検査ヘッドが被検査媒体表面の
突起に衝突したときの振動を検出してそのときの浮上量
を測定することによって前記被検査媒体表面の突起高さ
を求める表面検査方法であって、前記検査ヘッドの振動
を検出する検出系の振動に関係する固有の物理定数を選
定することにより、前記検査ヘッドが被検査媒体表面の
突起に衝突したときに生ずる振動を信号としたとき、こ
の信号を他のノイズから区別して検出できるようにした
ことを特徴とする表面検査方法である。第３の手段は、
検査ヘッドを被検査媒体表面上で浮上量を変えながら浮
上走行させて前記検査ヘッドが被検査媒体表面の突起に
衝突したときの振動を検出してそのときの浮上量を測定
することによって前記被検査媒体表面の突起高さを求め
る表面検査装置であって、前記検査ヘッドの振動を検出
する検出系の振動に関係する固有の物理定数を選定でき
る選定手段を有し、この選定手段によって前記物理定数
を選定することにより、前記検査ヘッドが被検査媒体表
面の突起に衝突したときに生ずる振動を信号としたと
き、この信号を他のノイズから区別して検出できるよう
にしたことを特徴とする表面検査装置である。第４の手
段は、被検査媒体を回転可能に保持する回転駆動装置
と、検査ヘッドを支持して前記被検査媒体表面上で浮上
走行させるアーム装置と、前記アーム装置に取り付けら
れていて前記検査ヘッドが被検査媒体表面の突起に衝突
したときの振動を検出する振動検出装置と、前記検査ヘ
ッドの浮上量を測定する浮上量測定装置とを有し、前記
検査ヘッドが被検査媒体表面の突起に衝突したときの振
動を検出してそのときの浮上量を測定することによって
前記被検査媒体表面の突起高さを求める表面検査装置で
あって、前記検査ヘッド及び振動検出装置が取り付けら
れたアーム装置の振動共振周波数を変える共振周波数可
変手段を設け、この共振周波数可変手段によって共振周
波数を選定することにより、前記検査ヘッドが被検査媒
体表面の突起に衝突したときに生ずる振動を信号とした
とき、この信号を他のノイズから区別して検出できるよ
うにしたことを特徴とする表面検査装置である。第５の
手段は、被検査媒体を回転可能に保持する回転駆動装置
と、検査ヘッドを支持して前記被検査媒体表面上で浮上
走行させるアーム装置と、前記アーム装置に取り付けら
れていて前記検査ヘッドが被検査媒体表面の突起に衝突
したときの振動を検出する振動検出装置と、前記検査ヘ
ッドの浮上量を測定する浮上量測定装置とを有し、前記
検査ヘッドが被検査媒体表面の突起に衝突したときの振
動を検出してそのときの浮上量を測定することによって
前記被検査媒体表面の突起高さを求める表面検査装置で
あって、前記検査ヘッド及び振動検出装置が取り付けら
れたアーム装置の質量を変える質量可変手段を設け、こ
の質量可変手段によって質量を選定することにより、前
記検査ヘッドが被検査媒体表面の突起に衝突したときに
生ずる振動を信号としたとき、この信号を他のノイズか
ら区別して検出できるようにしたことを特徴とする表面
検査装置である。
めの手段として、第１の手段は、検査ヘッドを被検査媒
体表面上で浮上走行させて前記検査ヘッドが被検査媒体
表面の突起に衝突したときに生ずる振動を検出すること
によって前記被検査媒体表面の突起に起因する表面状態
を検査する表面検査方法であって、前記検査ヘッドの振
動を検出する検出系の振動に関係する固有の物理定数を
選定可能することにより、前記検査ヘッドが被検査媒体
表面の突起に衝突したときに生ずる振動を信号としたと
き、この信号を他のノイズから区別して検出できるよう
にしたことを特徴とする表面検査方法である。第２の手
段は、検査ヘッドを被検査媒体表面上で浮上量を変えな
がら浮上走行させて前記検査ヘッドが被検査媒体表面の
突起に衝突したときの振動を検出してそのときの浮上量
を測定することによって前記被検査媒体表面の突起高さ
を求める表面検査方法であって、前記検査ヘッドの振動
を検出する検出系の振動に関係する固有の物理定数を選
定することにより、前記検査ヘッドが被検査媒体表面の
突起に衝突したときに生ずる振動を信号としたとき、こ
の信号を他のノイズから区別して検出できるようにした
ことを特徴とする表面検査方法である。第３の手段は、
検査ヘッドを被検査媒体表面上で浮上量を変えながら浮
上走行させて前記検査ヘッドが被検査媒体表面の突起に
衝突したときの振動を検出してそのときの浮上量を測定
することによって前記被検査媒体表面の突起高さを求め
る表面検査装置であって、前記検査ヘッドの振動を検出
する検出系の振動に関係する固有の物理定数を選定でき
る選定手段を有し、この選定手段によって前記物理定数
を選定することにより、前記検査ヘッドが被検査媒体表
面の突起に衝突したときに生ずる振動を信号としたと
き、この信号を他のノイズから区別して検出できるよう
にしたことを特徴とする表面検査装置である。第４の手
段は、被検査媒体を回転可能に保持する回転駆動装置
と、検査ヘッドを支持して前記被検査媒体表面上で浮上
走行させるアーム装置と、前記アーム装置に取り付けら
れていて前記検査ヘッドが被検査媒体表面の突起に衝突
したときの振動を検出する振動検出装置と、前記検査ヘ
ッドの浮上量を測定する浮上量測定装置とを有し、前記
検査ヘッドが被検査媒体表面の突起に衝突したときの振
動を検出してそのときの浮上量を測定することによって
前記被検査媒体表面の突起高さを求める表面検査装置で
あって、前記検査ヘッド及び振動検出装置が取り付けら
れたアーム装置の振動共振周波数を変える共振周波数可
変手段を設け、この共振周波数可変手段によって共振周
波数を選定することにより、前記検査ヘッドが被検査媒
体表面の突起に衝突したときに生ずる振動を信号とした
とき、この信号を他のノイズから区別して検出できるよ
うにしたことを特徴とする表面検査装置である。第５の
手段は、被検査媒体を回転可能に保持する回転駆動装置
と、検査ヘッドを支持して前記被検査媒体表面上で浮上
走行させるアーム装置と、前記アーム装置に取り付けら
れていて前記検査ヘッドが被検査媒体表面の突起に衝突
したときの振動を検出する振動検出装置と、前記検査ヘ
ッドの浮上量を測定する浮上量測定装置とを有し、前記
検査ヘッドが被検査媒体表面の突起に衝突したときの振
動を検出してそのときの浮上量を測定することによって
前記被検査媒体表面の突起高さを求める表面検査装置で
あって、前記検査ヘッド及び振動検出装置が取り付けら
れたアーム装置の質量を変える質量可変手段を設け、こ
の質量可変手段によって質量を選定することにより、前
記検査ヘッドが被検査媒体表面の突起に衝突したときに
生ずる振動を信号としたとき、この信号を他のノイズか
ら区別して検出できるようにしたことを特徴とする表面
検査装置である。
【００１１】上述の手段は、検査ヘッドの振動を検出す
る検出系の振動に関係する固有の物理定数を選定するこ
とにより、検査ヘッドが被検査媒体表面の突起に衝突し
たときに生ずる振動信号をノイズから区別して検出でき
るようにしたものである。これにより、例えば、ヘッド
の種類を変えた場合にも、それに対応して検出系の固有
の物理定数を選定することにより、上記衝突の振動信号
をノイズから区別して検出することを可能にしているも
のである。したがって、ヘッドと突起との衝突を確実に
検出することが可能になり、例えば、衝突したときのヘ
ッドの浮上量を求めることにより、突起高さを求めるこ
とができる。また、ヘッドと突起との衝突を検出するこ
とにより、微視的に見た突起高さや突起密度の情報のみ
ならず、ヘッドの浮上姿勢に影響を与えるようなヘッド
の大きさと同じ程度の周期を持った（あるいは、ヘッド
の大きさのおおむね１／１０から２倍の周期を持った）
ディスク表面のうねりを検出することも可能である。な
お、固有の物理定数には、振動の共振周波数、弾性率、
内部損失等があり、それを選定する手段としては、検出
系の質量、形状、材質等を可変にすることが考えられ
る。
る検出系の振動に関係する固有の物理定数を選定するこ
とにより、検査ヘッドが被検査媒体表面の突起に衝突し
たときに生ずる振動信号をノイズから区別して検出でき
るようにしたものである。これにより、例えば、ヘッド
の種類を変えた場合にも、それに対応して検出系の固有
の物理定数を選定することにより、上記衝突の振動信号
をノイズから区別して検出することを可能にしているも
のである。したがって、ヘッドと突起との衝突を確実に
検出することが可能になり、例えば、衝突したときのヘ
ッドの浮上量を求めることにより、突起高さを求めるこ
とができる。また、ヘッドと突起との衝突を検出するこ
とにより、微視的に見た突起高さや突起密度の情報のみ
ならず、ヘッドの浮上姿勢に影響を与えるようなヘッド
の大きさと同じ程度の周期を持った（あるいは、ヘッド
の大きさのおおむね１／１０から２倍の周期を持った）
ディスク表面のうねりを検出することも可能である。な
お、固有の物理定数には、振動の共振周波数、弾性率、
内部損失等があり、それを選定する手段としては、検出
系の質量、形状、材質等を可変にすることが考えられ
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施例にかかる表
面検査装置の構成を示す図、図２は図１の部分拡大断面
図である。以下、これらの図面を参照にしながら実施例
にかかる表面検査装置ならびにこの表面検査装置を用い
た表面検査方法を説明する。
面検査装置の構成を示す図、図２は図１の部分拡大断面
図である。以下、これらの図面を参照にしながら実施例
にかかる表面検査装置ならびにこの表面検査装置を用い
た表面検査方法を説明する。
【００１３】図１において、符号１００はディスクドラ
イブ機構部であり、このディスクドライブ機構部１００
は、基台１にディスクドライブモータ２及びアーム機構
部３が設けられたものである。
イブ機構部であり、このディスクドライブ機構部１００
は、基台１にディスクドライブモータ２及びアーム機構
部３が設けられたものである。
【００１４】ディスクドライブモータ２は、中心部に軸
孔１０ａが形成された円板状の磁気ディスクである被検
査媒体１０を回転駆動するもので、被検査媒体１０の軸
孔１０ａを、回転軸２ａにはめ込むようにして支持し、
これを回転駆動するものである。
孔１０ａが形成された円板状の磁気ディスクである被検
査媒体１０を回転駆動するもので、被検査媒体１０の軸
孔１０ａを、回転軸２ａにはめ込むようにして支持し、
これを回転駆動するものである。
【００１５】アーム機構部３は、アーム本体３１と、ア
ーム本体３１の先端部に取り付けられたサスペンション
３２と、このサスペンション３２の先端部に設けられた
検査ヘッド３３と、上記アーム本体３１を上記被検査媒
体１０の半径方向に移動する機構を構成する駆動モータ
３４及び移動機構３５と、サスペンション３２を持ち上
げたり降ろしたりして検査ヘッド３３を被検査媒体１０
の表面上に置いて浮上走行させたりそれを解除したりす
るアームリフター３６とを有する。
ーム本体３１の先端部に取り付けられたサスペンション
３２と、このサスペンション３２の先端部に設けられた
検査ヘッド３３と、上記アーム本体３１を上記被検査媒
体１０の半径方向に移動する機構を構成する駆動モータ
３４及び移動機構３５と、サスペンション３２を持ち上
げたり降ろしたりして検査ヘッド３３を被検査媒体１０
の表面上に置いて浮上走行させたりそれを解除したりす
るアームリフター３６とを有する。
【００１６】検査ヘッド３３は、磁気ヘッドを具備する
周知のヘッドスライダーと同様の構造を有し、この検査
ヘッド３３を被検査媒体１０の表面に置いて被検査媒体
１０を適当な回転数で回転させた場合に、この検査ヘッ
ド３３が被検査媒体１０の表面上を浮上走行する構造を
有している。
周知のヘッドスライダーと同様の構造を有し、この検査
ヘッド３３を被検査媒体１０の表面に置いて被検査媒体
１０を適当な回転数で回転させた場合に、この検査ヘッ
ド３３が被検査媒体１０の表面上を浮上走行する構造を
有している。
【００１７】上記構成を有するディスクドライブ機構部
１００は、要するに検査ヘッド３３を被検査媒体１０表
面上で浮上走行させる機構である。なお、図示しない
が、ディスクドライブ機構部１００は、ディスクドライ
ブモータ２の駆動制御や回転数の制御及び計測をした
り、あるいは、駆動モータ３４やアームリフター３６を
制御するために必要な制御回路等を有している。このよ
うな機構としては、汎用のハードディスク用の検査装置
を使用している。
１００は、要するに検査ヘッド３３を被検査媒体１０表
面上で浮上走行させる機構である。なお、図示しない
が、ディスクドライブ機構部１００は、ディスクドライ
ブモータ２の駆動制御や回転数の制御及び計測をした
り、あるいは、駆動モータ３４やアームリフター３６を
制御するために必要な制御回路等を有している。このよ
うな機構としては、汎用のハードディスク用の検査装置
を使用している。
【００１８】ディスクドライブ機構部１００において汎
用のハードディスク用の検査装置と異なる主たる点は、
サスペンション３２に質量調節手段としてのダンパー３
７を設け、また、検査ヘッド３３が被検査媒体１０の表
面の突起に衝突したときの振動を検出する振動検出装置
としてのＡＥセンサ３８を設けている点である。
用のハードディスク用の検査装置と異なる主たる点は、
サスペンション３２に質量調節手段としてのダンパー３
７を設け、また、検査ヘッド３３が被検査媒体１０の表
面の突起に衝突したときの振動を検出する振動検出装置
としてのＡＥセンサ３８を設けている点である。
【００１９】ダンパー３７は、片面に粘着剤が塗布され
たアルミニウム薄片を適当の大きさに切り出してサスペ
ンション３２の適当な箇所に貼り付けたものである。ア
ルミニウム薄片３７の寸法は、厚さ０．０５ｍｍ、幅２
ｍｍ、長さ３ｍｍとした。なお、このダンパー３７とし
ては、これに限らず、サスペンション３２に取り付ける
ことができ、かつ、取り付けることによって、取り付け
る前の状態に比較してその共振周波数を変化させること
ができるものであればどのようなものであってもよい。
また、取り付ける場所も、取り付ける個数も特に限定さ
れない。
たアルミニウム薄片を適当の大きさに切り出してサスペ
ンション３２の適当な箇所に貼り付けたものである。ア
ルミニウム薄片３７の寸法は、厚さ０．０５ｍｍ、幅２
ｍｍ、長さ３ｍｍとした。なお、このダンパー３７とし
ては、これに限らず、サスペンション３２に取り付ける
ことができ、かつ、取り付けることによって、取り付け
る前の状態に比較してその共振周波数を変化させること
ができるものであればどのようなものであってもよい。
また、取り付ける場所も、取り付ける個数も特に限定さ
れない。
【００２０】材質としては、アルミニウム以外の金属、
例えば、銅、スズ、ニッケル、鉄、クロム及びそれらの
２又はそれ以上の合金等でもよい。また、取り付け箇所
は、検査ヘッド３３及び振動検出装置としてのＡＥセン
サが取り付けられたアーム装置の振動共振周波数を変え
ることができる場所であればどこでもよい。
例えば、銅、スズ、ニッケル、鉄、クロム及びそれらの
２又はそれ以上の合金等でもよい。また、取り付け箇所
は、検査ヘッド３３及び振動検出装置としてのＡＥセン
サが取り付けられたアーム装置の振動共振周波数を変え
ることができる場所であればどこでもよい。
【００２１】ＡＥセンサ３８は、検査ヘッド３３が被検
査媒体１０の表面の突起に衝突したときの振動を検出
し、振動周波数に対応した周波数の電気信号に変換して
出力する振動検出装置である。このＡＥセンサは、振動
を検出できる場所であればどこに設けてもよいが、本実
施例では、アーム本体３１の先端部で、サスペンション
３２の基部に設けている。なお、振動検出装置として
は、ＡＥセンサに限定されることはなく、例えば、圧電
素子等であってもよい。
査媒体１０の表面の突起に衝突したときの振動を検出
し、振動周波数に対応した周波数の電気信号に変換して
出力する振動検出装置である。このＡＥセンサは、振動
を検出できる場所であればどこに設けてもよいが、本実
施例では、アーム本体３１の先端部で、サスペンション
３２の基部に設けている。なお、振動検出装置として
は、ＡＥセンサに限定されることはなく、例えば、圧電
素子等であってもよい。
【００２２】ＡＥセンサ３８の出力は、プリアンプ４で
増幅された後、平均化回路５（ＲＭＳ（Ｒｏｏｔ−Ｍｅ
ａｎ−Ｓｑｕａｒｅ；二乗平均平方根）回路）によっ
て、ディスク１周分に対応する出力値が電圧として出力
され、パーソナルコンピュータ６に送られて必要な処理
や表示等がなされる。なお、プリアンプ４の周波数分析
や出力波形の観測等は、スペクトラムアナライザ７及び
オシロスコープ８等によって行う。
増幅された後、平均化回路５（ＲＭＳ（Ｒｏｏｔ−Ｍｅ
ａｎ−Ｓｑｕａｒｅ；二乗平均平方根）回路）によっ
て、ディスク１周分に対応する出力値が電圧として出力
され、パーソナルコンピュータ６に送られて必要な処理
や表示等がなされる。なお、プリアンプ４の周波数分析
や出力波形の観測等は、スペクトラムアナライザ７及び
オシロスコープ８等によって行う。
【００２３】上述の構成の装置は、検査ヘッド３３を被
検査媒体１０上において種々の浮上量で浮上走行させ
て、検査ヘッド３３が被検査媒体１０の表面の突起に衝
突したときの振動を検出してそのときの検査ヘッド３３
の浮上量を測定するものである。すなわち、検査ヘッド
３３を被検査媒体１０上を所定の浮上量で浮上走行させ
ながら半径方向に移動して被検査検査基板１０の被検査
領域全体を走査させる。その間に検査ヘッド３３が被検
査媒体１０の表面に形成されている突起に衝突すると、
ＡＥセンサ３８から衝突による振動信号が出力されるの
で、それを検出し、そのときの浮上量を求める。浮上量
は、被検査媒体１０の回転速度によって決まるので、デ
ィスクドライブモータ２の回転数から換算して浮上量を
求める。こうして求めた浮上量は、突起高さに対応する
ので、この浮上量を求めることにより、被検査媒体１０
上に形成されている突起の高さを求めることができる。
検査媒体１０上において種々の浮上量で浮上走行させ
て、検査ヘッド３３が被検査媒体１０の表面の突起に衝
突したときの振動を検出してそのときの検査ヘッド３３
の浮上量を測定するものである。すなわち、検査ヘッド
３３を被検査媒体１０上を所定の浮上量で浮上走行させ
ながら半径方向に移動して被検査検査基板１０の被検査
領域全体を走査させる。その間に検査ヘッド３３が被検
査媒体１０の表面に形成されている突起に衝突すると、
ＡＥセンサ３８から衝突による振動信号が出力されるの
で、それを検出し、そのときの浮上量を求める。浮上量
は、被検査媒体１０の回転速度によって決まるので、デ
ィスクドライブモータ２の回転数から換算して浮上量を
求める。こうして求めた浮上量は、突起高さに対応する
ので、この浮上量を求めることにより、被検査媒体１０
上に形成されている突起の高さを求めることができる。
【００２４】ここで、ＡＥセンサ３８から送出される出
力には、検査ヘッド３３が被検査媒体１０の表面の突起
に衝突したときに生ずる振動信号のほかに、ノイズも含
まれている。したがって、衝突を検出するためには、こ
の衝突振動信号をノイズから明確に区別して検出できな
ければならない。このノイズは、検査ヘッド３３が浮上
走行する際に惹起される振動に対してサスペンション３
２等が共振する結果生ずるものである。
力には、検査ヘッド３３が被検査媒体１０の表面の突起
に衝突したときに生ずる振動信号のほかに、ノイズも含
まれている。したがって、衝突を検出するためには、こ
の衝突振動信号をノイズから明確に区別して検出できな
ければならない。このノイズは、検査ヘッド３３が浮上
走行する際に惹起される振動に対してサスペンション３
２等が共振する結果生ずるものである。
【００２５】図３は検査ヘッド３が浮上走行する際の振
動ノイズの周波数分析例を示す図である。この例は、直
径６５ｍｍの磁気ディスク上の中心から半径方向外周側
に１３．５ｍｍの位置で検査ヘッド３３を浮上走行させ
た場合のＡＥセンサ３８からの出力をスペクトラムアナ
ライザ７で分析したものである。この場合の浮上走行速
度が１２ｍ／ｓ、浮上高さが１４ｎｍである。図３にお
いて、縦軸（ＡＥ出力、単位；ｄＢｍ））がＡＥセンサ
３８からの出力強度、横軸（周波数、単位；ＭＨｚ）が
振動周波数である。図３において、実線で示される曲線
が本実施例の場合であってダンパー３７を設けた場合で
あり、点線で示される曲線がダンパー３７を設けない従
来の場合である。
動ノイズの周波数分析例を示す図である。この例は、直
径６５ｍｍの磁気ディスク上の中心から半径方向外周側
に１３．５ｍｍの位置で検査ヘッド３３を浮上走行させ
た場合のＡＥセンサ３８からの出力をスペクトラムアナ
ライザ７で分析したものである。この場合の浮上走行速
度が１２ｍ／ｓ、浮上高さが１４ｎｍである。図３にお
いて、縦軸（ＡＥ出力、単位；ｄＢｍ））がＡＥセンサ
３８からの出力強度、横軸（周波数、単位；ＭＨｚ）が
振動周波数である。図３において、実線で示される曲線
が本実施例の場合であってダンパー３７を設けた場合で
あり、点線で示される曲線がダンパー３７を設けない従
来の場合である。
【００２６】図３において、ダンパー３７を設けない場
合にはいくつかの特定周波数にピーク（Ａ，Ｂ，Ｃ）が
観測される。これは、サスペンション３２の共振による
ノイズである。これに対して、ダンパー３７を設けた本
実施例の場合には、これらのピークがほぼ消失している
ことがわかる。なお、このようなノイズは、ヘッドとデ
ィスクとの相対速度等の条件が同じ場合にはディスク内
周側になる程大きくなることが確認されている。
合にはいくつかの特定周波数にピーク（Ａ，Ｂ，Ｃ）が
観測される。これは、サスペンション３２の共振による
ノイズである。これに対して、ダンパー３７を設けた本
実施例の場合には、これらのピークがほぼ消失している
ことがわかる。なお、このようなノイズは、ヘッドとデ
ィスクとの相対速度等の条件が同じ場合にはディスク内
周側になる程大きくなることが確認されている。
【００２７】図４は検査ヘッドを磁気ディスクの内周か
ら外周まで浮上走行させた場合の各位置でのノイズの大
きさを示すグラフである。この例は、被検査媒体とし
て、直径６５ｍｍの磁気ディスクを用い、浮上走行速度
を１２ｍ／ｓ、浮上高さを１４ｎｍとして測定したもの
である。図４において、縦軸（ＡＥ出力、単位；ｍ
Ｖ））がＡＥセンサ３８からの出力をプリアンプ４で増
幅した後、平均化回路５によって平均化した値を示し、
横軸（半径、単位；ｍｍ）が浮上走行位置であり、磁気
ディスクの中心からの距離で示してある。実線で示され
る曲線が本実施例の場合であってダンパー３７を設けた
場合であり、点線で示される曲線がダンパー３７を設け
ない従来の場合である。この浮上高さは、磁気ディスク
の表面粗さに対して十分に大きなものであるので、検査
ヘッドが磁気ディスク表面の突起に衝突することはな
い。
ら外周まで浮上走行させた場合の各位置でのノイズの大
きさを示すグラフである。この例は、被検査媒体とし
て、直径６５ｍｍの磁気ディスクを用い、浮上走行速度
を１２ｍ／ｓ、浮上高さを１４ｎｍとして測定したもの
である。図４において、縦軸（ＡＥ出力、単位；ｍ
Ｖ））がＡＥセンサ３８からの出力をプリアンプ４で増
幅した後、平均化回路５によって平均化した値を示し、
横軸（半径、単位；ｍｍ）が浮上走行位置であり、磁気
ディスクの中心からの距離で示してある。実線で示され
る曲線が本実施例の場合であってダンパー３７を設けた
場合であり、点線で示される曲線がダンパー３７を設け
ない従来の場合である。この浮上高さは、磁気ディスク
の表面粗さに対して十分に大きなものであるので、検査
ヘッドが磁気ディスク表面の突起に衝突することはな
い。
【００２８】図４のグラフから明らかなように、ダンパ
ー３７を設けた本実施例の場合（実線）のほうが、ダン
パー３７を設けない従来の場合（点線）に比較してノイ
ズレベルが低いことがわかる。また、この場合の測定は
周速一定で行っているので、中心側に近付くにしたがっ
てディスク回転数が増す。それに伴って従来の場合には
ノイズレベルもかなり大きくなるが、本実施例の場合に
はノイズレベルの上昇もほとんどないことがわかる。
ー３７を設けた本実施例の場合（実線）のほうが、ダン
パー３７を設けない従来の場合（点線）に比較してノイ
ズレベルが低いことがわかる。また、この場合の測定は
周速一定で行っているので、中心側に近付くにしたがっ
てディスク回転数が増す。それに伴って従来の場合には
ノイズレベルもかなり大きくなるが、本実施例の場合に
はノイズレベルの上昇もほとんどないことがわかる。
【００２９】図５は検査ヘッドの浮上量を減少していっ
た場合のＡＥセンサ３８の出力値を示すグラフである。
この例は、直径６５ｍｍの磁気ディスク上の中心から半
径方向外周側に１３．５ｍｍの位置で検査ヘッド３３の
浮上量を減少させながら浮上走行させた場合である。図
５において、縦軸（ＡＥ出力、単位；ｍＶ））がＡＥセ
ンサ３８からの出力をプリアンプ４で増幅した後、平均
化回路５（ＲＭＳ（二乗平均平方根）回路）によって平
均化した値を示し、横軸（ヘッド浮上量、単位；ｎｍ）
が浮上量である。実線で示される曲線が本実施例の場合
であってダンパー３７を設けた場合であり、点線で示さ
れる曲線がダンパー３７を設けない従来の場合である。
急激にＡＥ出力が増大し始めるところが検査ヘッドが磁
気ディスクの突起に衝突したところであり、そのときの
浮上量が突起高さに対応する。
た場合のＡＥセンサ３８の出力値を示すグラフである。
この例は、直径６５ｍｍの磁気ディスク上の中心から半
径方向外周側に１３．５ｍｍの位置で検査ヘッド３３の
浮上量を減少させながら浮上走行させた場合である。図
５において、縦軸（ＡＥ出力、単位；ｍＶ））がＡＥセ
ンサ３８からの出力をプリアンプ４で増幅した後、平均
化回路５（ＲＭＳ（二乗平均平方根）回路）によって平
均化した値を示し、横軸（ヘッド浮上量、単位；ｎｍ）
が浮上量である。実線で示される曲線が本実施例の場合
であってダンパー３７を設けた場合であり、点線で示さ
れる曲線がダンパー３７を設けない従来の場合である。
急激にＡＥ出力が増大し始めるところが検査ヘッドが磁
気ディスクの突起に衝突したところであり、そのときの
浮上量が突起高さに対応する。
【００３０】図５のグラフから明らかなように、ダンパ
ー３７を設けない従来の場合（点線）ノイズレベルが高
いため、ＡＥ出力が増加し始める点（タッチダウンハイ
ト）が不明瞭であり、しかも、実際の突起高さよりも高
い浮上量から出力増加が始まっている。これに対し、ダ
ンパー３７を設けた本実施例の場合（実線）は、ノイズ
レベルが低く、ＡＥ出力が増加し始める点（タッチダウ
ンハイト）も明瞭であり、したがって、突起高さを正確
に求めることができることがわかる。
ー３７を設けない従来の場合（点線）ノイズレベルが高
いため、ＡＥ出力が増加し始める点（タッチダウンハイ
ト）が不明瞭であり、しかも、実際の突起高さよりも高
い浮上量から出力増加が始まっている。これに対し、ダ
ンパー３７を設けた本実施例の場合（実線）は、ノイズ
レベルが低く、ＡＥ出力が増加し始める点（タッチダウ
ンハイト）も明瞭であり、したがって、突起高さを正確
に求めることができることがわかる。
【００３１】図６は浮上走行位置によるタッチダウンハ
イトの測定値を示すグラフである。図６において、縦軸
がタッチダウンハイト（単位；ｎｍ）であり、横軸（半
径、単位；ｍｍ）が浮上走行位置であって、磁気ディス
クの中心からの距離で示してある。実線で示される曲線
が本実施例の場合であってダンパー３７を設けた場合で
あり、点線で示される曲線がダンパー３７を設けない従
来の場合である。図６のグラフから明らかなように、ダ
ンパー３７を設けない従来の場合（点線）には、実際よ
りも高い値として測定されるが、ダンパー３７を設けた
本実施例の場合（実線）は、真の突起高さを測定できる
ことがわかる。
イトの測定値を示すグラフである。図６において、縦軸
がタッチダウンハイト（単位；ｎｍ）であり、横軸（半
径、単位；ｍｍ）が浮上走行位置であって、磁気ディス
クの中心からの距離で示してある。実線で示される曲線
が本実施例の場合であってダンパー３７を設けた場合で
あり、点線で示される曲線がダンパー３７を設けない従
来の場合である。図６のグラフから明らかなように、ダ
ンパー３７を設けない従来の場合（点線）には、実際よ
りも高い値として測定されるが、ダンパー３７を設けた
本実施例の場合（実線）は、真の突起高さを測定できる
ことがわかる。
【００３２】上述の実施例では、被検査媒体として、磁
気ディスクの例を掲げたが、これに限らず、光ディス
ク、光磁気ディスク、半導体ウエハ等の円板状の媒体で
あれば本発明を適用できる。また、磁気ディスク用基
板、光ディスク用基板、光磁気ディスク用基板の表面検
査にも利用できることはいうまでもない。
気ディスクの例を掲げたが、これに限らず、光ディス
ク、光磁気ディスク、半導体ウエハ等の円板状の媒体で
あれば本発明を適用できる。また、磁気ディスク用基
板、光ディスク用基板、光磁気ディスク用基板の表面検
査にも利用できることはいうまでもない。
【００３３】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、検査ヘ
ッドを被検査媒体表面上で浮上走行させて前記検査ヘッ
ドが被検査媒体表面の突起に衝突したときに生ずる振動
を検出することによって被検査媒体表面の突起に起因す
る表面状態を検査する表面検査方法であって、検査ヘッ
ドの振動を検出する検出系の振動に関係する固有の物理
定数を選定することにより、検査ヘッドが被検査媒体表
面の突起に衝突したときに生ずる振動を信号としたと
き、この信号を他のノイズから区別して検出できるよう
にしたもので、これにより、ヘッドの種類にかかわらず
ヘッドが基板表面の突起に衝突する際に生ずる振動を他
のノイズから区別して検出することを可能にしている。
ッドを被検査媒体表面上で浮上走行させて前記検査ヘッ
ドが被検査媒体表面の突起に衝突したときに生ずる振動
を検出することによって被検査媒体表面の突起に起因す
る表面状態を検査する表面検査方法であって、検査ヘッ
ドの振動を検出する検出系の振動に関係する固有の物理
定数を選定することにより、検査ヘッドが被検査媒体表
面の突起に衝突したときに生ずる振動を信号としたと
き、この信号を他のノイズから区別して検出できるよう
にしたもので、これにより、ヘッドの種類にかかわらず
ヘッドが基板表面の突起に衝突する際に生ずる振動を他
のノイズから区別して検出することを可能にしている。
【図１】本発明の実施例にかかる表面検査装置の構成を
示す図である。
示す図である。
【図２】図１の部分拡大断面図である。
【図３】検査ヘッド３が浮上走行する際の振動ノイズの
周波数分析例を示す図である。
周波数分析例を示す図である。
【図４】検査ヘッドを磁気ディスクの内周から外周まで
浮上走行させた場合の各位置でのノイズの大きさを示す
グラフである。
浮上走行させた場合の各位置でのノイズの大きさを示す
グラフである。
【図５】検査ヘッドの浮上量を減少していった場合のＡ
Ｅセンサ３８の出力値を示グラフである。
Ｅセンサ３８の出力値を示グラフである。
【図６】浮上走行位置によるタッチダウンハイトの測定
値を示すグラフである。
値を示すグラフである。
１…基台、２…ディスクドライブモータ２、３…アーム
機構部、４…プリアンプ、５…平均化回路、６…パーソ
ナルコンピュータ、７…スペクトラムアナライザ、８…
オシロスコープ、１０…被検査媒体、３１…アーム本
体、３２…サスペンション、３３…検査ヘッド、３４…
駆動モータ、３５…移動機構、、３６…アームリフタ
ー、３８…ＡＥセンサ。
機構部、４…プリアンプ、５…平均化回路、６…パーソ
ナルコンピュータ、７…スペクトラムアナライザ、８…
オシロスコープ、１０…被検査媒体、３１…アーム本
体、３２…サスペンション、３３…検査ヘッド、３４…
駆動モータ、３５…移動機構、、３６…アームリフタ
ー、３８…ＡＥセンサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 冨安 弘 東京都新宿区中落合２丁目７番５号 ホー ヤ株式会社内 Ｆターム(参考） 2G047 AC10 BA05 BC04 BC08 CA03 GA18 5D112 JJ03 JJ09
Claims (5)
- 【請求項１】 検査ヘッドを被検査媒体表面上で浮上走
行させて前記検査ヘッドが被検査媒体表面の突起に衝突
したときに生ずる振動を検出することによって前記被検
査媒体表面の突起に起因する表面状態を検査する表面検
査方法であって、 前記検査ヘッドの振動を検出する検出系の振動に関係す
る固有の物理定数を選定することにより、前記検査ヘッ
ドが被検査媒体表面の突起に衝突したときに生ずる振動
を信号としたとき、この信号を他のノイズから区別して
検出できるようにしたことを特徴とする表面検査方法。 - 【請求項２】 検査ヘッドを被検査媒体表面上で浮上量
を変えながら浮上走行させて前記検査ヘッドが被検査媒
体表面の突起に衝突したときの振動を検出してそのとき
の浮上量を測定することによって前記被検査媒体表面の
突起高さを求める表面検査方法であって、 前記検査ヘッドの振動を検出する検出系の振動に関係す
る固有の物理定数を選定することにより、前記検査ヘッ
ドが被検査媒体表面の突起に衝突したときに生ずる振動
を信号としたとき、この信号を他のノイズから区別して
検出できるようにしたことを特徴とする表面検査方法。 - 【請求項３】 検査ヘッドを被検査媒体表面上で浮上量
を変えながら浮上走行させて前記検査ヘッドが被検査媒
体表面の突起に衝突したときの振動を検出してそのとき
の浮上量を測定することによって前記被検査媒体表面の
突起高さを求める表面検査装置であって、 前記検査ヘッドの振動を検出する検出系の振動に関係す
る固有の物理定数を選定できる選定手段を有し、この選
定手段によって前記物理定数を選定することにより、前
記検査ヘッドが被検査媒体表面の突起に衝突したときに
生ずる振動を信号としたとき、この信号を他のノイズか
ら区別して検出できるようにしたことを特徴とする表面
検査装置。 - 【請求項４】 被検査媒体を回転可能に保持する回転駆
動装置と、検査ヘッドを支持して前記被検査媒体表面上
で浮上走行させるアーム装置と、前記アーム装置に取り
付けられていて前記検査ヘッドが被検査媒体表面の突起
に衝突したときの振動を検出する振動検出装置と、前記
検査ヘッドの浮上量を測定する浮上量測定装置とを有
し、前記検査ヘッドが被検査媒体表面の突起に衝突した
ときの振動を検出してそのときの浮上量を測定すること
によって前記被検査媒体表面の突起高さを求める表面検
査装置であって、 前記検査ヘッド及び振動検出装置が取り付けられたアー
ム装置の振動共振周波数を変える共振周波数可変手段を
設け、この共振周波数可変手段によって共振周波数を選
定することにより、前記検査ヘッドが被検査媒体表面の
突起に衝突したときに生ずる振動を信号としたとき、こ
の信号を他のノイズから区別して検出できるようにした
ことを特徴とする表面検査装置。 - 【請求項５】 被検査媒体を回転可能に保持する回転駆
動装置と、検査ヘッドを支持して前記被検査媒体表面上
で浮上走行させるアーム装置と、前記アーム装置に取り
付けられていて前記検査ヘッドが被検査媒体表面の突起
に衝突したときの振動を検出する振動検出装置と、前記
検査ヘッドの浮上量を測定する浮上量測定装置とを有
し、前記検査ヘッドが被検査媒体表面の突起に衝突した
ときの振動を検出してそのときの浮上量を測定すること
によって前記被検査媒体表面の突起高さを求める表面検
査装置であって、 前記検査ヘッド及び振動検出装置が取り付けられたアー
ム装置の質量を変える質量可変手段を設け、この質量可
変手段によって質量を選定することにより、前記検査ヘ
ッドが被検査媒体表面の突起に衝突したときに生ずる振
動を信号としたとき、この信号を他のノイズから区別し
て検出できるようにしたことを特徴とする表面検査装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000156213A JP2001337075A (ja) | 2000-05-26 | 2000-05-26 | 表面検査方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000156213A JP2001337075A (ja) | 2000-05-26 | 2000-05-26 | 表面検査方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001337075A true JP2001337075A (ja) | 2001-12-07 |
Family
ID=18661033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000156213A Pending JP2001337075A (ja) | 2000-05-26 | 2000-05-26 | 表面検査方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001337075A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011054220A (ja) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Hitachi High-Technologies Corp | ディスクの突起検出・平坦度測定回路およびディスクのグライドテスター |
-
2000
- 2000-05-26 JP JP2000156213A patent/JP2001337075A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011054220A (ja) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Hitachi High-Technologies Corp | ディスクの突起検出・平坦度測定回路およびディスクのグライドテスター |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070227 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090825 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090827 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20091217 |